Radiografias: Aplicações

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1 Radiografias: Aplicações Prof. Emery Lins Curso de Bioengenharia CECS, Universidade Federal do ABC

2 E como ocorre uma radiografia?

3 Fundamentos físicos para imagens

4 Filtragem dos Raios-X O feixe é atenuado quando passa por uma camada de material (vidro, metal inserido no tubo ou ainda lâminas intencionalmente colocadas) Fótons com energia <20 KeV têm muito baixa penetração (só 45% em 1 cm de músculo). Portanto, não contribuem com informações sobre o paciente e só aumentam a dose do paciente.

5 Atenuação dos Raios-X Quando um feixe de raios-x incide sobre um material o feixe sofre atenuação, diminuindo sua intensidade em função da profundidade do material. Eventualmente, a atenuação ocorre devido à absorção dos Raios-X pelo material, porém uma parte dos raios-x também sofre espalhamento.

6 Atenuação dos Raios-X A lei que governa a atenuação dos Raios-X é a Lei de Beer-Lambert sendo: I = intensidade do feixe após passar pelo material I 0 = intensidade do feixe antes de passar pelo material µ = coeficiente de atenuação do material absor X = espessura do material

7 Atenuação dos Raios-X A espessura do material que absorve 50% do feixe inicial é denominada de camada semi-redutora X ½ (ou HVL, do inglês Half- Value Layer). Da expressão I = I 0.exp(-µX) quandoi=i 0 /2resultaque µ = ln(2) /X ½ ~ /X ½ Alternativamente, X ½ = ln(2) / µ ~ / µ Espessura (em CSRs)

8 Camada semi-redutora (CSR) Energia da Radiação Incidente (100%) Percentual de Energia Transmitido Camada Semi-Redutora

9 Num experimento foi determinado que a CSR para uma determinada energia é igual a 4 cm. Qual é o valor do coeficiente de absorção µ? Neste exercício é dada a X ½ = 4 cm e pede-se o µ, portanto: µ = ln(2) / X ½ ~ / X ½ ~ 0,693 / 4 = 0,173 cm -1

10 Atenuação dos Raios-X Comparando a atenuação dos Raios-X (1 kev a 150 kev) vemos que para penetrar 1 cm no tecido adiposo é necessário fótons com 15 kev enquanto no tecido ósseo é necessário fótons com energia de 35 kev. Conclusão: os raios-x tem um poder de penetração nos tecidos moles maior que nos tecidos duros

11 Exemplos de radiografias

12 Exemplos de radiografias - Tórax

13 Exemplos de radiografias - Tórax

14 Exemplos de radiografias - Demais

15 Exemplos de radiografias - Demais

16 Mamografias O câncer de mamas é o segundo tipo de câncer mais freqüente no mundo e primeiro entre as mulheres. Localização Primária Neoplasia maligna Brasil, Estimativa de novos casos, 2008 Homens Estimativa dos Casos Novos Casos Estado Taxa Bruta Próstata ,43 Traquéia, Brônquio e Pulmão ,86 Estômago ,92 Cólon e Reto ,23 Cavidade Oral ,00 Esôfago ,35 Leucemias ,52 Pele Melanoma ,09 Outras Localizações ,87 Subtotal ,29 Localização Primária Neoplasia maligna Mulheres Estimativa dos Casos Novos Casos Estado Taxa Bruta Mama Feminina ,71 Colo do Útero ,18 Cólon e Reto ,88 Traquéia, Brônquio e Pulmão ,72 Estômago ,93 Leucemias ,44 Cavidade Oral ,88 Pele Melanoma ,03 Esôfago ,72 Outras Localizações ,93 Subtotal ,43

17 Mamografias Apesar de ser considerado um câncer de relativamente bom prognóstico, se diagnosticado e tratado oportunamente, as taxas de mortalidade por câncer de mama continuam elevadas no Brasil, muito provavelmente porque a doença ainda seja diagnosticada em estádios avançados.

18 Mamografias O reconhecimento do câncer de mama depende de: Detecção de massas com bordas irregulares Agrupamento de micro-calcificações Distorções de forma das estruturas das mamas c.f. Pictorial Essay : Mammographic Features of Breast Cancer, MB Popli, Ind J Radiol Imag :4:179

19 Mamografias

20 Mamografias A mama é constituída por 50 % de tecido adiposo e 50 % de tecido glandular. Pouca diferença de atenuação entre o tecido sadio e o câncer. Então trabalhamos com raios X de baixa energia (15-25 kev). Necessidade de observar pequenas estruturas. Então precisamos de alta resolução (0,1 mm). c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2 nd ed., p. 193.

21 Mamografias Equipamento de mamografia dedicado Gerador de alta freqüência. Tubo de raios X especializado. Dispositivo de compressão de mamas. Sistemas de detecção Tela/Filme otimizados c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2 nd ed., p. 194.

22 Mamografias Dois filamentos, tamanhos do ponto focal de 0,3-0,4 mm e 0,1-0,15 mm (imagem magnificada). Ponto focal pequeno: Minimiza o borramento Mantém a resolução espacial Voltagem Baixa (Menor do que 35 kv)

23 Mamografias Correntes típicas: 100 ± 25 ma no ponto focal maior 25 ± 10 ma no ponto focal menor Ânodo de Molibdênio (Mo, Z=42) e Ródio (Rh, Z=45). Distância fonte-imagem tipicamente de 65 cm. O tubo é inclinado 25 para garantir um campo de 24 X 30 cm na distância foco-imagem típica. Filtros adicionais: Mo(alvo)/Mo (filtro, 0.03 mm), Mo/Rh (filtro, mm), Rh/Rh (filtro, mm).

24 Mamografias Orientação do eixo cátodo-ânodo da parede torácica ao mamilo

25 Mamografias Alvo de molibdênio Energias de ligação Característica Resultante

26 Mamografias -Exame Crânio-Caudal

27 Mamografias -Exame Médio lateral obliqua

28 Mamografias Reduzir as estruturas sobrepostas e diminuir a espessura da mama. Menos espalhamento, mais contraste, menos penumbra geométrica de estruturas anatômicas, menos movimento e menor dose.

29 Mamografias Diminui o espalhamento Melhora a resolução espacial Diminui os artefatos de movimento Diminui a dose

30 Fluoroscopia Procedimento com alta resolução temporal ( tempo real ). Tecnologia de vídeo, 30 quadros/segundo. Possibilita a aquisição digital de uma seqüência de imagens que podem ser posteriormente vistas como um vídeo Necessita diminuir a dose final de Raios-X irradiados sobre o tecido humano Eventualmente, necessita o uso de contraste

31 Fluoroscopia Câmara de vídeo Lentes Diafragma Intensificador de imagens Grade anti-difusora Filtro Paciente Mesa Colimador Tubo de raios X c.f. Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2 nd ed., p. 232.

32 Fluoroscopia

33 Fluoroscopia Gastro Portáteis Braço em C Mesa giratória Fluoroscopia remota

34 Fluoroscopia Angiografia periférica e cateterismo Injetor Sistema angiográfico bi-planar Gerador 2 Gerador 1

35 Fluoroscopia vídeos Cabeça e pescoço - Angiografia - Maluco engolindo uma espada -

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